CN1497137A - 排气管结构 - Google Patents

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Abstract

一种排气管结构(27)，它具有一个在车辆(11)的地板(12)下面的用于从车载发动机(26)排出的废气的排气通道，该排气通道中间部分上设置有至少一个消声器。该至少一个消声器包括一个具有最大消声器容量的主消声器(29)。一个构成该主消声器的外壳部分的外筒具有直径为100mm－150mm的圆形横截面形状或基本等于该圆形横截面面积的横截面形状。该外筒的长度为800mm－1200mm。该主消声器(29)设置在一个形成在前轮(21)与后轮(22)之间的沟槽部(23)中。

Description

排气管结构
技术领域
本发明涉及一种排气管结构，在该结构中，从车载发动机排出的废气(排气)的排气通道装有至少一个消声器。
背景技术
车辆装有排放伴随发动机运行产生的废气的排气装置。这类排气装置一般采用排气管结构，在该结构中，在一排气通道中从发动机侧向下游侧依次布置一催化转化器、一副消声器和一主消声器，相邻部件用小直径排气管互连(例如见日本实用新型公报No.5-4501第四到第五栏和图1)。至于构成该排气管结构的各部件，催化转化器用来净化废气，副消声器和主消声器用来降低排气温度和压力以及降低排气噪声。副消声器用于例如在排气通道很长等情况下解决主消声器消声能力不足的问题。主消声器一般有一个构成外壳部分、具有大截面面积且长度短的外筒。
但是，如果把上述排气管结构用于一低地板车辆，主消声器的安装位置被限制在车辆后部。即，为了实现足够高的消声能力上述构形的主消声器的截面面积必然大，从而尺寸大。所以，很难把该大尺寸主消声器装在车辆后部之外的部位。因此，尽管允许把大尺寸主消声器装在低地板车辆后部，但安装主消声器部位(车辆后部)的地板的高度不能充分降低到与其他部分的地板同一高度。由于主消声器的安装如上所述需要地板较高，因此例如在低地板轿车中很难在车辆后部提供在垂直方向上尺寸足够大的大行李空间。此外，在装有第三排座椅的低地板微型厢式车中很难在车辆后部提供垂直方向上尺寸足够大的第三排座椅的大安装空间。因此很难提供空间舒适的第三排座椅。
伴随发动机运行产生的振动，在上述排气管结构中，振动方式为波节位于重部件如催化转化器、副消声器、主消声器等中，而波腹位于排气管(排气管弹性共振)中的振动发生在约150-200Hz下。该振动很可能在重部件与排气管之间的接头中造成应力集中，因为在这些接头中截面形状发生急剧变动。为了防止该应力集中造成变形等，必需提高接头强度。特别是在排气管焊接在一重部件上时需要采取措施提高接头强度。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种可在车辆后部提供垂直方向上足够大的行李空间和座椅安装空间的排气管结构。本发明的另一个目的是提供一种能实现上述目的且减小与振动有关的应力集中、从而无需采用强度提高措施的排气管结构。
本发明的第一方面涉及一种排气管结构，它具有一个在车辆的地板下面的用于从车载发动机排出的废气的排气通道，和具有在所述排气通道的中间部分上的至少一个消声器。所述至少一个消声器包括一个具有最大消声器容量的主消声器。一个形成所述主消声器的外壳部分的外筒具有一个直径为100mm至150mm的圆形截面形状或者一个基本上等于所述圆形截面形状的面积的截面形状，并且所述外筒具有一个800mm至1200mm的长度(第一结构)。
按照第一结构，伴随发动机运行生成的废气在通过排气通道过程中通过至少一个消声器。排气噪声由该消声器降低。在至少一个消声器中主消声器具有最大的消声器容量。至于构成主消声器外壳的外筒，其圆形横截面的直径小到100mm-150mm，其长度长到800mm-1200mm。如果外筒的直径小于100mm，就难于确保要达到预定消声能力所需的消声器容量。如果该直径大于150mm，消声器的直径就变得过大，从而难于设计低地板。如果外筒的长度小于800mm，就难于获得要达到预定消声能力所需的消声器容量。如果该长度大于1200mm，主消声器的长度就变得过长，从而难于在地板下面安装主消声器。
相反，如果把外筒的长度和直径设定在上述范围内，主消声器就变得又细又长，从而确保要达到预定消声能力所需的消声器容量。这种设定防止主消声器在直径方向上尺寸过大，防止主消声器在地板下面的安装变得困难。
因此，即使在离地间隙很小的低地板车辆中，消声器的安装部位也不限于车辆后部行李空间下方部位。例如主消声器可设置在前轮和后轮之间。因此消声器的安装不牺牲行李空间，可在车辆后部提供高度方向上足够大的行李空间。例如，如果在与行李空间对应的空间中设置第三排座椅，上述结构可在车辆后部提供高度方向上足够大的座椅安装空间。
在第一结构中，排气通道中可只设有一个主消声器作为该至少一个消声器(第二结构)。按照第二结构，不设置一与副消声器对应的消声器，从而该主消声器为废气从中通过的唯一消声器。
由于伴随发动机运行产生的振动，发生振动方式为波节出现在重部件如主消声器等中而波腹出现在排气管中的振动。如果排气管与这类重部件之间的连接部具有急剧改变的横截面形状，上述振动很可能在连接部中造成应力集中。但是，如果没有与副消声器相当的装置，排气管与重部件之间的连接部的数量相应减少，因此横截面形状急剧改变的部位数量相应减少。因此由上述振动造成的应力部位数量减少，强度提高措施的需要相应减少。
在第一结构中，在排气通道上主消声器下游可设有一消声器容量比主消声器小的副消声器(第三结构)。
按照第三结构，伴随发动机运行生成的废气按主消声器和副消声器的次序通过排气通道。因此，除了主消声器，副消声器也降低排气噪声。由于副消声器帮助(辅助)主消声器降低排气噪声，因此主消声器的消声器容量可相应减小，即外筒的尺寸可减小。
此外，第一到第三结构可具有这样一种结构，其中，在地板中在前轮和后轮之间设置一个在车辆纵向上伸展的沟槽部，主消声器设置于该沟槽部中(第四结构)。
按照第四结构，由于主消声器如上所述呈细长形，因此沟槽部的直径可对应于主消声器减小。如果沟槽部直径减小，在地板上的突起减小，因此增加了例如第二排座椅上的乘客的脚部空间。
如果车辆受到来自一侧的冲击，该冲击造成的负荷由位于沟槽部中的主消声器承受。由于主消声器承受该负荷，因此沟槽部的向内变形减小。
在第四结构中，沟槽部前部可设有一个用于排放控制的催化转化器(第五结构)。
在第五结构中，该催化转化器可设置成使主消声器的前端部位于该催化转化器的紧后方(第六结构)。
按照第六结构，设在沟槽部中的主消声器的前端部位于设在沟槽部前部中的催化转化器的紧后方。因此，主消声器的长度在该结构中比在主消声器前端部改变到沟槽部中部、同时主消声器后端部的位置保持不变时长。与长度增加相对应，在保持所需消声器容量的同时主消声器的直径可减小。这样，该结构可有效减小沟槽部的直径。
此外，由于主消声器设在催化转化器紧后方，因此刚性提高，连接催化转化器与主消声器的排气管的抗振性可提高。
在第四或第五结构中，主消声器可在沟槽部中设置成使主消声器的前端部位于沟槽部前部中(第七结构)。
按照第七结构，设在沟槽部中的主消声器位于沟槽部前部中。因此，主消声器的长度在该结构中比在主消声器前端部改变到沟槽部中部、同时主消声器后端部的位置保持不变时长。与长度增加相对应，在保持所需消声器容量的同时主消声器的直径可减小。这样，该结构可有效减小沟槽部的直径。
在第四到第七结构中任一结构中，地板下表面上靠近沟槽部一侧边沿沟槽部轴向可设有一加固件(第八结构)。
按照第八结构，靠近沟槽部侧边沿沟槽部轴向的该加固件提高沟槽部的刚性。如果车辆受到来自一侧的冲击，该冲击造成的负荷由该加固件和主消声器一起承受。由于负荷除了主消声器还由加固件承受，因此可进一步减小或防止由该负荷造成的沟槽部的变形。
该加固件还用作一隔热屏。即，在废气通过设在沟槽部中的主消声器期间，废气的一部分热量从主消声器向沟槽部侧边散发。但是，所散发的热量受到加固件的阻挡。因此可防止主消声器的热量对设置在沟槽部侧边处的部件如驻车制动器拉索产生不良影响。
在第一到第八结构中的任一结构中，在主消声器的后方可设有一个构成车辆车架一部分并在车辆横向上伸展的第一横梁(第九结构)。
在第九结构中，地板沟槽部后方可设有一燃料箱，第一横梁可设在主消声器与燃料箱之间(第十结构)。
按照第十结构，构成车架一部分的第一横梁提高了该结构(此时为车架)的强度和刚性。由于第一横梁设在主消声器与燃料箱之间，因此第一横梁还用作一隔热板。即，在废气通过主消声器期间，废气的一部分热量从外筒向燃料箱散发。但是，向燃料箱散发的热量受第一横梁的阻挡。因此，可防止主消声器的热量传到燃料箱上而对燃料箱产生不良影响。
在第一到第十结构中，主消声器与一位于主消声器下游的下游侧排气管可用一接头连接(第十一结构)。
在第十一结构中，第一横梁可设置在主消声器与该接头之间的一部位上(第十二结构)。
按照第十二结构，由于第一横梁位于该接头前方，因此第一横梁还用来承受来自后方的冲击。即，如果车辆受到来自后方的冲击，一向前方向的负荷出现在该排气管上，则该接头碰撞第一横梁，从而承受该负荷。这样，可基本防止负荷传到主消声器上。因此，由该冲击造成的变形限于位于该接头下游的部分，基本防止或减小主消声器的变形。
在第十二结构中，燃料箱可设在该接头后方(第十三结构)。
在第十一结构中，第一横梁可设在燃料箱与该接头之间并可设置成使第一横梁的至少一部分与该接头处于相同的高度(第十四结构)。
按照第十四结构，该接头位于第一横梁前方。此外，第一横梁的至少一部分的高度与该接头相同。因此，如果车辆受到来自前方的冲击，一向后方向的负荷出现在该排气管结构上，则该接头碰撞第一横梁，从而承受该负荷。因此基本防止高温的主消声器接触燃料箱。
在第九到第十四结构中的任一结构中，主消声器可设置成使主消声器后端部的至少一部分与第一横梁处于相同的高度(第十五结构)。
按照第十五结构，主消声器位于第一横梁前方。此外，主消声器后端部的至少一部分的高度与第一横梁相同。即，主消声器和第一横梁在高度方向上互相重叠(搭叠)。因此，如果一来自前方的冲击出现在车辆上，一向后负荷出现在该排气管结构上，则主消声器碰撞第一横梁，由此承受该负荷。因此基本防止高温的主消声器与燃料箱接触。
第十一到第十五结构可具有这样一种结构，其中，该接头由一个设在主消声器与下游侧排气管之间的并由该接头的变形吸收在主消声器与下游侧排气管之间传播的振动的吸振机构构成(第十六结构)。
按照第十六结构，从主消声器传到下游侧排气管的振动或在相反方向上传播的振动，由吸振机构的变形吸收或减小。
但是，如果该吸振机构设在该排气管中部，即如果该机构设在一排气管与另一排气管之间，就可能得不到充分的吸振性能。其原因如下。即该吸振机构上游部分(排气管)的重量与该吸振机构下游部分(排气管)的重量只有小的差别。相反，在第十六结构中，重量重的主消声器构成该吸振机构的上游部分，而重量轻的下游侧排气管构成该吸振机构的下游部分。这样，这两部件之间的重量差别大。因此，如果振动传到两部分之一上，两部分作为整体一起运动。因此，如果振动从下游侧传播到上游侧并从而使下游侧排气管运动，则主消声器基本上保持不动或运动得不多。因此，吸振机构容易变形，吸振能力提高。
第十六结构可具有这样一种结构，其中，该吸振机构包括一个设置在主消声器后端部和下游侧排气管之一上的密封圈，和一个设置在主消声器的后端部和下游侧排气管中另一个上的密封座，该密封座有一可与密封圈滑动接触的球形凹面；并且主消声器和下游侧排气管设置成使主消声器的中心轴线与下游侧排气管的中心轴线彼此相交叉(第十七结构)。
按照第十七结构，在该吸振机构中，密封圈和密封座的凹面相互滑动，使得主消声器和下游侧排气管可围绕该凹面的球心相对枢转。由于该相对枢转，在主消声器与下游侧排气管之间传播的振动被吸收。
在主消声器和下游侧排气管设置在同一直线上(共线设置)的结构中，存在如下可能，如果一负荷出现在该轴线方向上，主消声器和下游侧排气管无法围绕该凹面的球心相对枢转。在此情况下，吸振机构发挥不出其充分的吸振性能。相反，在第十七结构中，主消声器和下游侧排气管设置成使它们的中心轴线互相交叉。因此，如果在轴线方向上出现负荷，主消声器和下游侧排气管容易围绕凹面球心相对枢转。由于该相对枢转，吸振机构变得更容易变形，从而吸振性能得以提高。
在第一到第十七结构中的任一结构中，车辆车架的一部分可由一在车辆横向上伸展并穿过主消声器的第二横梁构成；在第二横梁的轴线上或该轴线旁可设有一个在长度方向上分隔外筒内部空间的分隔器(隔板)(第十八结构)。
按照第十八结构，外筒靠近分隔器的部分的刚性比外筒不靠近分隔器的部分大。该分隔器位于第二横梁的轴线上或该轴线旁。因此，如果第二横梁受到来自一侧的冲击，则该冲击由分隔器承受。这样，抗冲击性提高。
在第一到第十八结构中任一结构中，主消声器可由一扩张型消声器构成(第十九结构)。
按照第十九结构，排气通道的横截面面积在废气通过主消声器时增加。由于废气因该横截面面积的增加而膨胀，因此排气噪声降低。一般来说，扩张型消声器的消声性能比其他类型的消声器如吸音型消声器、共振型消声器等等高。因此把扩张型消声器用作主消声器可有效降低排气噪声。
在第五到第十九结构中，催化转化器与主消声器可不通过一排气管而配置成一体(第二十结构)。
该排气管的横截面比该催化转化器和主消声器的小。因此，如果用一排气管连接催化转化器与主消声器，催化转化器与主消声器之间形成有一小横截面部，因此刚性降低。相反，在第二十结构中，由于催化转化器与主消声器设置成一体，因此没有在用排气管连接催化转化器与主消声器时那样的小横截面部。因此，与用一排气管连接催化转化器与主消声器的情况相比较，刚性提高，催化转化器和主消声器的抗弯性、抗扭性等等提高，从而不容易变形。
在第二十结构中，催化转化器可设置在主消声器前端部中一安置室中。即，主消声器外筒中可形成有一安置室，催化转化器可设在该安置室中(第二十一结构)。
因此可以用简单结构把催化转化器与主消声器做成整体。
在第二十一结构中，主消声器可包括：一个设置在外筒中、其上游端与安置室连通、其下游端开口并位于外筒后部中的进口侧排气管道，和一个其上游端开口并位于外筒中安置室旁、其下游端与外筒后部连接的出口侧排气管道(第二十二结构)。
按照第二十二结构，在进入主消声器后，废气首先通过设在安置室中的催化转化器。在通过催化转化器净化后，废气从安置室流出，然后经进口侧排气管道引到外筒后部。即，废气在外筒中向后流动。由于出口侧排气管道开口并位于安置室旁，因此废气从进口侧排气管道流出后改变方向(反向)向前流动。在流到外筒前部后，废气流入出口侧排气管道。然后，废气流过出口侧排气管道。这样，废气已改变方向(反向)向后流动。经出口侧排气管道引到外筒后部后，废气向外流入位于外筒下游的下游侧排气管。排气通道的横截面在从进口侧排气管道流出时增加。由于废气因通道横截面增加而膨胀，因此排气噪声降低。
从进口侧排气管道流出的废气在流入出口侧排气管道前在外筒前部中流动。此时，废气接触安置室的壁，废气中的热量经该壁等传给催化转化器。由于这一传热，催化转化器受到预热。这样催化剂温度可迅速上升或可基本防止催化剂温度下降。因此，可迅速提高催化剂的排放控制性能，基本防止排放控制性能因催化剂温度下降而下降。
在第二十一结构中，主消声器可包括一个其上游端与安置室连通、其下游端开口并位于外筒中安置室旁的排气管道(第二十三结构)。
按照第二十三结构，在进入主消声器后，废气首先流过位于安置室中的催化转化器。在流过催化转化器净化后，废气流出安置室，在该排气管道中流动。然后，废气经该排气管道引入外筒前部。从排气管道下游端流出后，废气改变方向向后流动，然后流出外筒。这样，排气通道的横截面在废气流出该排气管道时增加。由于废气因该横截面的增加而膨胀，因此排气噪声降低。
此外，由于该排气管道的下游端开口并位于安置室旁，因此从下游端流出的废气接触安置室的壁，废气中的热量经该壁等传给催化转化器。由于这一传热，催化转化器受到预热。这样催化剂温度可迅速上升或可基本防止催化剂温度下降。因此，可迅速提高催化剂的排放控制性能，基本防止排放控制性能因催化剂温度下降而下降。
在第十九到第二十一结构中任一结构中，在外筒内部，沿外筒内壁面可设置一个由一空心环状体构成的分隔器，该分隔器的上游侧壁面可倾斜成使该上游侧壁面的越下游部越靠近外筒的中心(第二十四结构)。
按照第二十四结构，废气进入外筒后通过该分隔器。废气通过时，排气通道的横截面增加，从而排气噪声由于废气膨胀而降低。由于分隔器的上游侧壁面倾斜成使上游侧壁面的越下游部越靠近外筒的中心，因此废气沿上游侧壁面流动聚集到外筒中心部。这样，废气平稳流动。作为单个部件的该分隔器起到废气平稳流动的效果和消声效果。因此，所需部件数比分别用部件实现平稳流动效果和消声效果时的少。
此外，采用由一空心环状体构成的分隔器可使分隔器的刚性提高。因此，主消声器的强度提高，其抗振性提高。
在第二十四结构中，该分隔器上可装有一传感器，该传感器的检测部伸入分隔器的中心孔部中(第二十五结构)。
按照第二十五结构，在通过分隔器时，废气沿分隔器的上游侧壁面流动并由此集中到中心部。因此，如果废气的特性如浓度等等在外筒的直径方向上变动很大，则该特性可由于废气集中到中心孔部而基本一致。在通过分隔器的中心孔部时，废气接触传感器的检测部。此时，废气的特性如一具体成分的浓度受检测部的检测。由于检测部如上所述安置在中心孔部中，因此可以降低的误差精确地检测浓度等等。
如果把一传感器装在外筒上，为了把传感器的检测部置于外筒的中心部中，传感器的长度必需大于或等于外筒的半径。相反，在第二十五结构中，可把一传感器装在分隔器的内圆周壁上。该传感器的长度不必大于或等于外筒的半径。因此，为了把传感器的检测部置于外筒的中心部中，传感器不必非常长而可较短。
在第二十四或二十五结构中，外筒与分隔器对应部分的外表面上可设有一支架，用于通过一弹性连接件把外筒弹性支撑在车辆地板上(第二十六结构)。
按照第二十六结构，外筒受该支架弹性支撑，使得外筒经一例如橡胶之类的弹性连接件悬挂在车辆地板上。用这一连接件吸收由排气造成的热变形或由车体、发动机等等产生的振动造成的安装位置的位移。
由于空心分隔器中的气体有隔热效应，因此废气的热量不易经分隔器传到外筒外部。在第二十六结构中，由于支架设置在外筒的与分隔器对应的部分的外表面上，因此可抑制由废气的热辐射或热传导造成的支架和连接件的温升。因此，连接件可靠近外筒设置，支架的尺寸可减小。
在第四到第九结构中任一结构中，一燃料箱可设置在地板的沟槽部后方，一个构成车辆车架一部分、在车辆横向上伸展的第一横梁可设在主消声器与燃料箱之间(第二十七结构)。
按照第二十七结构，构成车架一部分的第一横梁提高了该结构(此时为车架)的强度和刚性。由于第一横梁位于主消声器与燃料箱之间，因此第一横梁还用作一隔热板。即，在废气通过主消声器期间，废气的一部分热量从外筒向燃料箱散发。但是，向燃料箱散发的热量受第一横梁的阻挡。因此，可防止热量从主消声器传到燃料箱而对燃料箱产生不良影响。
在第一到第八结构中任一结构中，主消声器与一位于主消声器下游的下游侧排气管可用一接头连接；构成车辆车架一部分、在车辆横向上伸展的第一横梁可设在主消声器与该接头之间的一部位上(第二十八结构)。
按照第二十八结构，构成车架一部分的第一横梁提高了该结构(此时为车架)的强度和刚性。此外，由于第一横梁位于该接头前方，因此第一横梁还用来承受来自后方的冲击。即，如果车辆受到来自后方的冲击，一向前方向的负荷出现在该排气管结构上，则该接头碰撞第一横梁，从而承受该负荷，基本防止负荷传到主消声器上。因此，由该冲击造成的变形限于位于该接头下游的部分(下游侧排气管)，基本防止或减小主消声器的变形。
第一到第八结构可具有这样一种结构，其中，燃料箱设置在地板沟槽部后方，主消声器与主消声器下游的一下游侧排气管用一接头连接；构成车辆车架一部分、在车辆横向上伸展的第一横梁设置在燃料箱与该接头之间，并可设置成使第一横梁的至少一部分与该接头处于相同的高度(第二十九结构)。
按照第二十九结构，构成车架一部分的第一横梁提高了该结构(此时为车架)的强度和刚性。此外，该接头位于第一横梁前方。第一横梁的至少一部分的高度与该接头相同，即，第一横梁和接头在高度方向上互相重叠。因此，如果车辆受到来自前方的冲击，一向后的负荷出现在该排气管结构上，则该接头碰撞第一横梁，从而承受该负荷。因此基本防止高温的主消声器接触燃料箱。
本发明的第二方面涉及一种排气管结构，它具有一个在车辆的地板下面的用于从车载发动机排出的废气的排气通道，和具有在该排气通道的中间部分上的至少一个消声器。在该排气管结构中，该至少一个消声器包括一个具有最大消声器容量的主消声器，一个构成主消声器的外壳部分的外筒具有一个与外筒的轴线方向垂直的横截面，该横截面面积为2500π平方毫米到5625π平方毫米，该外筒的长度为800mm至1200mm。π为圆周率。
与本发明第一方面一样，按照本发明第二方面的排气管结构防止主消声器在直径方向上的尺寸过大并使其可安装在地板下面。
附图说明
从以下结合附图对优选实施例的说明中可清楚看出本发明上述和其他目的、特征和优点，各附图中相同部件用相同标号表示，附图中：
图1为根据本发明第一实施例的一车辆下部结构的仰视图(底视图)；
图2为一种排气管结构的局部立体图；
图3为沿图1中III-III线剖取的放大剖面图；
图4为沿图1中IV-IV线剖取的放大剖面图；
图5为一示出一主消声器、一横梁、一接头、一燃料箱等等之间位置关系的侧视图；
图6为该主消声器内部结构的局部剖面图；
图7为一球形接头(球节)机构的局部剖视侧视图；
图8为一支架的立体图；
图9为第二实施例的主消声器的内部结构的局部剖面图；
图10为第三实施例的主消声器的内部结构的局部剖面图；
图11为第四实施例的主消声器的内部结构的局部剖面图；
图12为第五实施例的主消声器的内部结构的局部剖面图；
图13为第六实施例的球形接头机构的侧视图；
图14为第七实施例的车辆下部结构的局部仰视图；
图15为第八实施例的车辆下部结构的局部仰视图；
图16为沿图15中XVI-XVI线剖取的放大剖面图；
图17为第九实施例的车辆下部结构的局部仰视图；
图18为第十实施例的车辆下部结构的局部仰视图；
图19为根据吸振机构另一实施例的一柔性接头机构的局部剖视侧视图。
具体实施方式
第一实施例
下面结合图1-8说明本发明第一实施例。
图1为一低地板车辆11的下部结构的示意图。在图1中，左边表示车辆11的前边，右边表示车辆11的后边。车辆11的下部有一车架和一地板12(见图2-5)。该车架包括一对摇臂部13和多个在车辆11横向(图1中上下方向)伸展、与两摇臂部13连接的横梁14、15、16、17。最前方横梁14位于仪表板(前围板)底下。横梁14-17为确保车体强度和刚性的车架件，每一横梁基本在任何部位上都呈封闭截面。
地板12粗分为一前地板、一中地板和一后地板。图1未实体地示出地板12，在图中，用标号12表示的一部位(空间部分)相当于地板12。在地板12中，横梁14、16之间的部分一般与前地板对应；横梁16、17之间的部分一般与中地板对应。地板12的伸展在横梁17后方的部分一般与后地板对应。如果车辆11为一装有三排座椅的微型厢式车，第一排座椅设于前地板上，第二排座椅设于中地板上，第三排座椅设于后地板上。
一燃料箱18位于横梁16、17之间的空间中。燃料箱18的位置在中地板下方。地板12在前轮21与后轮22之间的部分有一个在车辆11纵向上伸展、向下开口的沟槽部23。沟槽部23由相对于横向折叠或弯曲地板12中部而成，从而从地板12的其他部分(一般部分)向上伸出(见图3)。即，地板12由沟槽部23和一般部分组成。沟槽部23的前端部位于最前方横梁14旁。沟槽部23的后端部位于中间横梁16旁，即靠近燃料箱18的前表面。因此，燃料箱18位于沟槽部23后方。中间横梁16位于燃料箱18和下述一主消声器29之间。
地板12、特别是沟槽部23和横梁15、16具有如下关系。如图3所示，横梁15由三部分即一对细长形主体部15a和位于两主体部15a之间的中间部15b构成。主体部15a伸展在地板12的一般部分上，用焊接等固定在沟槽部23两侧边上。横梁15的中间部15b呈与沟槽部23形状一致的大体倒“U”形。中间部15b与两主体部15a在同一直线上，用焊接等固定在沟槽部23下面上。
如图1所示，驻车(停车)制动器拉索24的部分沿沟槽部23轴向位于地板12下面上的沟槽部23的侧旁。拉索24与驾驶员座椅旁的如一制动踏板、一杆等的操作部件以及与后轮22的制动机构(未示出)机械连接。在地板12下面，在沟槽部23两侧旁，更确切说，在沟槽部23与驻车制动器拉索24之间设有加固件25。加固件25沿沟槽部23纵向延伸。加固件25的前端部位于横梁14上或其附近，其后端部位于横梁16上或其附近。
车辆11装有一排气管结构27，该排气管结构有一用来排放伴随车载发动机26的运转生成的废气的排气通道。如图1和2所示，排气管结构27包括从排气通道上游侧到下游侧依次布设的部件如，一起动催化剂28、一消声器(消音器)等等，和位于这些部件之间的排气管31、32、33等等。在排气管31、32、33中，位于最下游的排气管以下称为“下游侧排气管33”以与其他排气管相区别。
起动催化剂28在发动机26冷起动后立即迅速除去废气中有害成分。一般来说，催化转化器为正常工作需要预热到至少一预定温度。起动催化剂28在排气通道中的位置较靠近发动机26，因此起动催化剂28由排气迅速预热。
上述消声器只由一扩张型主消声器29构成。如所公知，扩张型消声器使得排气从一窄通道流入一大体积空间，从而降低声音大小。如图4所示，横梁16下面上有一缺口16a，缺口中容纳有一从主消声器29向后伸展的管部29a。由于这一结构，主消声器29后端部的至少一部分如图5所示与横梁16位于同一高度上。即，在车辆11的立面图中，主消声器29后端部的至少一部分在高度方向上与横梁16重叠(搭叠)。
如图6所示，主消声器29的外壳部由截面大致呈圆形的外筒34构成。外筒34最大部分的直径即外筒34的粗部的直径D设定为100mm-150mm，其长度设定为800mm-1200mm。因此，外筒34在纵向上呈细长形。
如果外筒34的直径D小于100mm，就难于确保消声器容量满足实现预定的消声性能—即与常规型消声器的消声性能基本相当的消声性能的要求。常规型消声器由一具有小截面面积的长度短的副消声器和一具有大截面面积的长度短的主消声器构成。用于比较的消声器容量为该副消声器和主消声器的总消声器容量。该消声器容量为一与消声有关的空间的体积。如果外筒34的直径D大于150mm，主消声器29在直径方向上变得过大。即，在地板12的设计中，主消声器29对垂直方向上的尺寸的影响变得无法忽视，因此难于实现低地板设计。
此外，如果外筒34的长度L小于800mm，就难于获得实现预定消声性能所需的消声器容量。如果长度L大于1200mm，主消声器29在长度方向上就变得过长，从而难于把主消声器29装在地板12上。
相反，如果直径D和长度L设定在上述各自的范围内，就可实现主消声器29的细长形和提供实现预定消声能力所需的消声器容量。此外，设定在上述范围内还可防止主消声器在直径方向上尺寸过大和防止主消声器29在地板12上的安装变得困难。
外筒34的前部(图6中左侧部)有一在其中设置催化转化器36的安置室35。催化转化器36一般称为地板下催化剂，主要在发动机26的预热(暖机)状态时除去废气中的有害成分。
如果催化转化器36与外筒34分开提供，一般是用一排气管连接催化转化器36与外筒34。相反，在本实施例中，催化转化器36位于安置室35中，即，催化转化器36与主消声器29成为一体而其间没有排气管。
外筒34中安置室35后方空间用一分隔器37分成两室即第一膨胀室38和第二膨胀室39。分隔器37上有连通两膨胀室38、39的孔(未示出)。外筒34中设有一进口侧排气管道41和一出口侧排气管道42。进口侧排气管道1的上游端41a与安置室35连通，其下游端41b开口并位于第二膨胀室39的后部中。出口侧排气管道42的上游端42a开口并位于第一膨胀室38的靠近安置室35的部分中，其下游端42b与外筒34的后部连接。
如图5和8所示，一个具有一杆状钩43的支架44固定在外筒34上。通过该支架44，主消声器29与沟槽部23壁面之间有一定间隙地由地板12弹性支撑。更具体地说，一个具有一钩52的车体侧支架53固定在地板12上沟槽部23旁。两钩43、52用一个由弹性材料如橡胶等制成的连接件54连接。通过这一连接，主消声器29沿沟槽部23轴向伸展的同时悬挂在地板12上。连接件54的弹性变形吸收由振动、热等造成的位移、变形等。
如图1所示，主消声器29的前端部位于沟槽部23前部中，主消声器29的后端部位于沟槽部23的后部中。尽管附图中外筒34的前部和后部呈锥形，但外筒34也可呈其他形状。
主消声器29和下游侧排气管33用一接头连接。该接头位于中间横梁16与燃料箱18之间。因此，横梁16位于主消声器29与该接头之间。
在本实施例中，该接头件为一吸振机构。该吸振机构变形以吸收在主消声器29与下游侧排气管33之间传播的振动。尽管存在各种类型的吸振机构，但此实施例使用球形接头机构45。
下面说明球形接头机构45。如图7所示，主消声器29的后管部29a有一凸缘(法兰)46，一密封圈47装在其上。下游侧排气管33的前端部(图7中左端部)上有一面对凸缘46的密封座48。密封座48面对密封圈47的部分有一盖住密封圈47外圆周面的球形凹面48a。凸缘46和密封座48用各有一压缩盘簧49的螺栓51连接。即，螺栓51穿过密封座48后固定在凸缘46上。每一螺栓51的头部与密封座48之间设有一压缩盘簧49。凸缘46和密封座48的受力方向使得用压缩盘簧49的弹力夹紧密封圈47。
在具有上述结构的球形接头机构45中，密封圈47的外圆周面接触密封座48的凹面48a。由于密封圈47和密封座48可相对滑动，因此主消声器29的管部29a和下游侧排气管33可围绕凹面48a的球心O相对枢转。使用这种结构，球形接头机构45吸收与主消声器29与下游侧排气管33之间的连接有关的角度变动。此外，球形接头机构45吸收主消声器29中心线和下游侧排气管33的中心线的角度波动。另外，球形接头机构45确保主消声器29与下游侧排气管33之间接头的密封。
在上述排气管结构27中，如图1和2所示，伴随发动机26运行生成的废气依次流过排气管31、起动催化剂28、排气管32、主消声器29、下游侧排气管33等等后排放到外部。这里应该指出，该排气管结构没有相当于常规副消声器的消声器，而只有主消声器29作为供废气流过的消声器。
在发动机26的冷状态中，基本在废气流过起动催化剂28时除去废气中的有害成分。相反，在预热状态中基本在废气流过主消声器29中的催化转化器36时除去废气中的有害成分。
如图6所示，用催化转化器36除去有害成分后，废气从安置室35流出后经进口侧排气管道41流到外筒34后部(第二膨胀室39)。即废气通过外筒34内部向后流动。第二膨胀室39除了第二膨胀室39前端处的分隔器37外严密密封。此外，出口侧排气管道42的上游端42a开口并位于分隔器37前方的第一膨胀室38中。因此，从进口侧排气管道41的下游端41b流出的废气转向(反向)成向前方向。然后，废气经分隔器37的孔流入分隔器37前方的第一膨胀室38。如此流到外筒34前部后，废气经过上游端42a流入出口侧排气管道42。废气然后流过出口侧排气管道42即废气转向(反向)成向后方向。经出口侧排气管道42流到外筒34后部后，废气流入下游侧排气管33。排气通道的截面面积在从进口侧排气管道41流入第二膨胀室39中时和在从分隔器37进入第二膨胀室39中时增加。由通道截面面积增加造成的排气膨胀使得排气压力下降，从而声音的总压力(即压力波)下降，排气噪声的音量减小。
从进口侧排气管道41流出的废气在进入出口侧排气管道42前在第一膨胀室38中流动。此时，废气接触安置室35的壁，热量从废气经该壁等等传给催化转化器36。由于这一传热，催化转化器36被预热，并基本上防止催化剂温度下降。
从图5可知，在废气流过主消声器29的过程中，废气的一部分热量从外筒34向燃料箱18散发。横梁16还用作一隔热屏。即，位于主消声器29与燃料箱18之间的横梁16阻挡热量传播。
同样，当废气流过主消声器29时，废气的一部分热量从外筒34向沟槽部23的侧边散发。加固件25也用作一般所谓的隔热件。即，加固件25阻挡主消声器29的热量传给设在沟槽部23两侧的部件。
排气管31-33的截面面积比催化转化器36和主消声器29的小。因此，如用排气管连接催化转化器36和主消声器29，催化转化器36与主消声器29之间就会有一小截面面积部，从而刚性较低。相反，在本第一实施例中，催化转化器36与主消声器29成为一体。即该实施例消除了如用一排气管连接这两部件的结构中形成的这一小截面面积部。因此，本第一实施例的刚性比用一排气管连接催化转化器36与主消声器29时的大。
在某些情况下，伴随发动机26运行生成的振动造成振动方式为波节位于重部件如主消声器29、起动催化剂28等等中，波腹位于排气管31-33中的振动。如果一排气管与一重部件之间的连接部具有急剧变动的截面形状，上述振动可能造成集中的应力。但是，本第一实施例不使用一相当于常规副消声器的部件，因此排气管与重部件之间的连接部数量相应减少，即截面形状发生急剧变动的部分的数量减少。这样，在第一实施例中，可能由振动造成的集中应力的部位的数目减少。
从主消声器29向下游侧排气管33传播或在相反方向上传播的振动由图7所示球形接头机构45的变形吸收或减小。具体地说，在球形接头机构45中，密封圈47和密封座48的凹面48a可互相滑动，因此主消声器29和下游侧排气管33可围绕凹面48a的球心O相对枢转。该相对枢转吸收在主消声器29与下游侧排气管33之间传播的振动。
如果球形接头机构45位于下游侧排气管33的中部，即如果球形接头机构45设在一排气管与另一排气管之间，就可能得不到足够高的吸振性能。即，位于球形接头机构45上游的部分(排气管)和位于球形接头机构45下游的部分(排气管)只有小的重量差。因此，如果振动传到这两部分之一上，这两部分就一起运动。相反，在第一实施例中，重量重的主消声器29构成球形接头机构45上游部分，重量轻的下游侧排气管33构成球形接头机构45下游部分。这样，这两个部件之间的重量差大。因此，如果振动从下游侧传到上游侧并使下游侧排气管33运动，主消声器29基本保持静止而运动不大。
如车辆11受到来自一侧的冲击，如图3所示，该冲击造成的负荷由沟槽部23中的主消声器29承受。沟槽部23的刚性由沿沟槽部23轴向伸展在沟槽部23两旁的加固件25提高。因此，如果车辆11受到侧向冲击，该冲击造成的负荷由主消声器29和加固件25承受。
如果车辆11受到来自后方的冲击，如图5和7所示，该冲击由球形接头机构45前方的横梁16承受。即，如果车辆11受到来自后方的冲击，一负荷向前作用在该排气管结构27上，该负荷由球形接头机构45接触横梁16而承受。这样，基本上防止振动传到主消声器29上。
第一实施例有如下优点。
(1)外筒34因把外筒34圆形截面的直径D设定在100mm-150mm的范围内和把外筒34的长度L设定在800mm-1200mm的范围内而呈细长形。因此，尽管不使用副消声器，仍可确保预定消声性能所需的消声器容量、防止主消声器29的直径过大、防止该排气管结构在地板12上的安装变得困难。
因此，即使在离地面间隙很小的低地板车辆11中，消声器的安装位置不限于车辆11后下部，而是可如图1所示把主消声器29装在前轮21与后轮22之间。如果车辆11为一低地板轿车，行李空间不因安装消声器而减小，而是可在车辆11后部提供在垂直方向上足够大的行李空间。如果为装有三排座椅的低地板微型厢式车，可在车辆11后部提供在垂直方向上足够大的座椅安装空间。
(2)由于主消声器29呈细长形，因此沟槽部23的直径可对应于主消声器29的直径减小。由于沟槽部23的直径减小，因此沟槽部23在地板12中的向上伸出量减小。结果，例如第二排座椅乘员的脚部空间增加。
特别是，主消声器29的前端部位于沟槽部23的前部中。因此，主消声器29的长度在该实施例中比主消声器前端部的位置改变到沟槽部23中部而主消声器的后端部的位置保持不变时长。与增加的长度对应，主消声器29的直径在保持所需消声器容量的同时可减小。这样可有效减小沟槽部23的直径。
(3)与由一主消声器和一副消声器构成的消声结构比较，只由主消声器29构成的消声结构减少了排气管31-33与重部件之间的接头数，从而截面形状发生急剧变化的部位的数目减少。因此，这一结构减少了伴随发动机26运行生成的振动造成的振动方式为波节出现在主消声器29中、波腹出现在排气管中的约150-200Hz的振动所造成的应力部位的数目。因此，需要采取措施提高刚性的部位的数目相应减少。
(4)一般来说，扩张型消声器的消声性能比直通的吸音型消声器、共振型消声器等等好。由于第一实施例把扩张型消声器用作主消声器29，因此第一实施例可有效降低排气噪声。共振型消声器由于由声音在膨胀室中共振时出现的反相声波造成的抵消作用而减小音量。为减小排气音量，吸音型消声器使得废气通过一大表面积部件如一絮状玻璃纤维等等，从而生成摩擦，把声波即压力波的动能转换成热能，从而衰减声波。
(5)主消声器29位于伸展在车辆11纵向上的沟槽部23中。因此，如果车辆11受到侧向冲击，由该冲击造成的负荷由主消声器29承受，从而可基本防止沟槽部23向里变形。
(6)加固件25位于地板12下表面上沟槽部23的两旁。因此，如果车辆11受到来自一侧的冲击，由该冲击造成的负荷除了由上段(5)所述主消声器29承受以外还由加固件25承受。因此可更可靠地防止沟槽部23变形。
(7)当废气流过主消声器29时，废气的一部分热量从主消声器29释放。特别是，与直通型消声器(吸音型、共振型等)比较，扩张型消声器更容易传热，外筒34中的热量更容易散发。
在第一实施例中，如图5所示，横梁16位于主消声器29与燃料箱18之间而用作一隔热屏。因此，第一实施例防止从主消声器29外筒34散发的热量传到燃料箱18而对燃料箱18产生不良热影响(热损坏)。这一结构无需另外提供挡热部件，因此部件数可减少。
此外，扩张型主消声器29如上所述比吸音型和共振型更容易散发热量。相应地，从位于主消声器29下游的部件(下游侧排气管33)散发的热量减少。因此从下游侧排气管33散发的热量对其他部件(燃料箱18、地板、后悬架等等)的影响不成为问题，因此无需采取减小该影响的措施—例如提供一隔热板来减小热损坏。
(8)在第一实施例中，如上段(7)所述和如图3所示，地板12下表面上沿沟槽部23轴向在沟槽部23两旁设有加固件25。加固件25阻挡热量从主消声器29传到沟槽部23侧边处的部件如驻车制动器拉索24上。因此，第一实施例基本防止来自主消声器29的热量对位于沟槽部23侧边处的部件产生不良影响(热损坏)。这一结构无需另外提供阻挡热量的部件，从而可有效减少部件数。
(9)如图5所示，横梁16位于主消声器29与接头之间。因此，如果车辆11受到来自后方的冲击而该接头向前移动，该接头受到横梁16的接靠与阻止，从而可抑制由该冲击造成的负荷传到主消声器29上。因此，可把由该冲击造成的变形基本限制在接头下游的部分(下游侧排气管33)上，从而基本防止主消声器29变形。
(10)如图7所示，用作一接头的吸振机构(球形接头机构45)位于主消声器29与下游侧排气管33之间。该吸振机构的上游部分由重量重的主消声器29构成，其下游部分由重量轻的下游侧排气管33构成。这样，这两个部分的重量差很大。因此，即使下游侧排气管33由于从下游侧向上游侧传播的振动而运动，也可基本防止主消声器29运动。因此，吸振机构变得更容易变形，吸振能力可提高。
(11)如图1、4和5所示，主消声器29位于横梁16前方，主消声器29的高度方向位置设置成使主消声器29后端部的至少一部分与横梁16位于同一高度上。这样，主消声器29的后端部在高度方向上与横梁16至少部分地重叠。因此，如果车辆11受到来自前方的冲击，从而使一负荷在向后方向上作用在排气管结构27上，该负荷由于横梁16与主消声器29之间的接触而由横梁16承受。结果，该结构基本防止由于废气流过而被加热到高温的主消声器29直接接触燃料箱18、从而对燃料箱18产生不良影响(热损坏)。
(12)催化转化器36与主消声器29做成一体，其间没有排气管。因此，没有用排气管连接催化转化器36和主消声器29时的一小截面面积部分，因此刚性提高。结果催化转化器36和主消声器29可更抗弯、抗扭等等，并可更不易变形。此外，由于催化转化器36位于外筒34中的安置室35内，因此可用简单结构把催化转化器36与主消声器29做成一体。
(13)至于主消声器29，如图6所示，进口侧排气管道41的上游端41a与安置室35连接，其下游侧开口端41b位于外筒34后部中。出口侧排气管道42的上游侧开口端42a靠近安置室35，其下游端42b与外筒34后部连接。因此，当排气从进口侧排气管道41流入第二膨胀室39中时，排气通道的截面面积增加，从而废气膨胀，排气噪声衰减。
此外，在主消声器29中，形成安置室35的一部分的外筒34与外部空气接触。因此催化转化器26的温度上升会发生延迟。但是，当废气从进口侧排气管道41流入第一膨胀室38后流入出口侧排气管道42时，废气的热量可经安置室35等的壁传给催化转化器36。由于该传热，催化转化器36被预热，从而抑制催化剂的温度下降，从而抑制排放控制性能下降。此外，可迅速提高催化剂温度，从而迅速提高催化剂的排放控制性能。
第二实施例
下面结合图9说明本发明第二实施例。在第二实施例中，一排气管道56设在外筒34中。该排气管道56的长度约为外筒34的除去安置室35以外的部分(即膨胀室38、39)的长度的两倍，排气管道56的中部弯成大致字母U形。排气管道56的上游端56a与安置室35连通。排气管道56的下游端56b开口并位于第一膨胀室38中安置室35旁。排气管道56的中部位于第二膨胀室39后部。排气管道56具有用一U形管连接第一实施例中的进口侧排气管道41的下游端41b和出口侧排气管道42的下游端42b而形成的形状。除去上述结构，第二实施例的结构与第一实施例的基本相同。因此图9中第二实施例的与第一实施例相同的部件用相同标号表示，并且不再赘述。
按照上述排气管结构27，流过催化转化器36、从而经废气净化处理的废气从安置室35流入排气管道56。经排气管道56流到外筒34后部后废气在后部中转向，然后经排气管道56流向外筒34前部。从排气管道56的下游端56b流出并流入分隔器37前方的第一膨胀室38后，废气经分隔器37的孔流入分隔器37后方的第二膨胀室39。因此，在该流动中废气再次改变方向。在第二膨胀室39中向后流动后，废气流出并进入下游侧排气管33。因此，排气通道的截面面积在废气从排气管道56流入第一膨胀室38中时和在废气从分隔器37流入第二膨胀室39中时增加。由于截面面积增加造成排气膨胀和减压，因此排气噪声衰减。
此外，由于排气管道56的开口下游端56b靠近安置室35，因此从下游端56b向前流动的废气接触安置室35的后壁，从而废气的热量经后壁等传给催化转化器36。该传热预热催化转化器36，和抑制催化剂温度的下降。
因此，除了上述优点(1)-(12)，第二实施例还具有如下优点。
(14)外筒34中的排气管道56的上游端56a与安置室35的后壁连接，其下游端56b开口并靠近安置室35。因此，当废气流出排气管道56等时，排气通道的截面面积增加，从而废气膨胀、排气噪声衰减。此外，从排气管道56流出的废气的热量经安置室35后壁等传给催化转化器36，从而预热催化转化器36，抑制催化剂温度的下降。因此，尽管第二实施例的结构与第一实施例不同，但与第一实施例一样，第二实施例能抑制与催化剂温度下降有关的排放控制性能的下降。此外，第二实施例能迅速提高催化剂温度和迅速提高催化剂的排放控制性能。
第三实施例
下面结合图10说明本发明的第三实施例。在第三实施例中，一个由空心环状体构成的分隔器61在外筒34内壁面34a上安装成分隔器61的轴向与外筒34的轴向相同。分隔器61用焊接之类固定在内壁面34a上。外筒34内部空间被分隔器61分成一前侧安置室35和一后侧膨胀室65。与第一实施例一样，安置室35中装有一催化转化器36。分隔器61的上游侧壁面62呈斜面，在该斜面上，越是下游的部位越是靠近中心。在该实施例中，上游侧壁面62呈直径向下游侧减小的锥形。在第三实施例中，分隔器61的下游侧壁面63呈直径向上游侧减小的锥形。安置室35和膨胀室65经分隔器61的中心孔64(下文称为“中心孔部”)互相连通。除去上述特征，第三实施例的结构与第一实施例的基本相同。因此图10中第三实施例的与第一实施例相同的部件用相同标号表示，且不再赘述。
按照上述排气管结构27，当流过催化转化器36、从而经过排气净化处理的废气流出安置室35时，废气流过分隔器61。在该流动中，废气由锥形上游侧壁面62向中心孔部64集中。在流过中心孔部64后，废气流入膨胀室65。然后废气在外筒34中向后流动，并经主消声器29的一管29a流入下游侧排气管33。当废气从中心孔部64流入膨胀室65时，排气通道的截面面积增加，从而废气的膨胀使得排气噪声衰减。这样，分隔器61通过改变排气通道的截面面积降低排气噪声。除了该消声效果，分隔器61还起到使得废气沿上游侧壁面62向外筒34中心部集中、从而造成平稳流的流动平稳效果。
因此，按照第三实施例，除了上述优点(1)-(12)还有如下优点。
(15)由一空心环状体构成的分隔器61沿外筒34内壁面34a设置。由于采用空心环状体，分隔器的刚性提高，从而主消声器29的强度提高，抗冲击性(或抗振性)提高。
(16)至少是分隔器61的上游侧壁面62呈直径向下游侧减小的锥形。因此，分隔器61除了消声效果还起到流动平稳效果。作为单个部件的分隔器61同时起到消声效果和废气流动平稳效果。因此，所需的部件数比用分立的部件实现流动平稳效果和消声效果时少。
第四实施例
下面结合图11说明本发明第四实施例。在第四实施例中，主消声器29装有一与废气接触、检测废气有关信息的传感器66。传感器66的例子包括检测废气中氧气浓度的氧气传感器、检测排气温度的排气温度传感器、检测废气中氮氧化物NOX的NOX传感器等等。传感器66设置成使传感器66的轴线67与外筒34的中心线68垂直。传感器66至少穿过分隔器61的内壁69。传感器66的主要部分位于分隔器61的内部空间中。传感器66顶端上的一检测部66a伸入中心孔部64中。传感器66至少在分隔器的内壁69处固定在分隔器61上。如果传感器66如图11所示呈细长形，传感器66可穿过外筒34以及分隔器61的内壁69。如果传感器66短(未示出)，传感器66可只穿过内壁69。除去上述结构，第四实施例的结构与第三实施例的基本相同。因此图11中第四实施例的与第三实施例相同的部件用相同标号表示，且不再赘述。
按照上述排气管结构27，当沿锥形上游侧壁面62向分隔器61的中心孔部64收集的废气流过中心孔部64时，废气接触传感器66的检测部66a。这样，传感器66检测废气的特性。例如，如果传感器66为氧气传感器，就检测废气中的氧气浓度。如果传感器66为排气温度传感器，就检测废气温度。如果传感器66为NOX传感器，就检测废气中的氮氧化物NOX。
因此，除了上述优点(1)-(12)和优点(15)和(16)，第四实施例还有如下优点。
(17)传感器66装在分隔器61上，其检测部66a伸入分隔器61的中心孔部64中。因此，如果废气的特性如浓度、排气温度等等在外筒34直径方向(图11中上下方向)上的变动很大，废气的特性由于废气向分隔器61的中心孔部64收集可基本取得一致。由于检测部66a位于中心孔部64中，因此可对有关目标特性以减小的误差和提高的精度进行检测。
(18)如果不使用分隔器61而把传感器66只固定在外筒34上，为将检测部66a定位在外筒34的中心部中，传感器66的长度必需大于或等于外筒34的半径。在第四实施例中，传感器66至少固定在隔离器61的内壁69上。因此，传感器66的长度无需大于或等于外筒34的半径。因此为了把检测部66a定位在外筒34的中心部上，无需使用特别大(长)的传感器66。即，如果传感器较短，传感器可安装成让其检测部66a位于中心孔部64中。
第五实施例
下面结合图12说明本发明第五实施例。在第五实施例中，在外筒34与分隔器61对应部位的外表面上有一支架44。支架44的结构与上面结合第一实施例所述的基本相同。除去上述结构，第五实施例的结构与第三实施例的基本相同。因此图12中第五实施例的与第三实施例相同的部件用相同标号表示，且不再赘述。
按照该排气管结构27，主消声器29在用支架44、连接件54、车体侧支架53等(见图5)悬挂在地板12上的同时受地板12的弹性支撑。连接件54的弹性变形吸收由废气的热量造成的变形，和由车体、发动机26等产生的振动造成的安装位置的改变。
由于空心分隔器61中的气体起到隔热作用，因此废气的热量经分隔器61传到外筒34外部的可能性减小。在第五实施例中，由于支架44位于外筒34的与分隔器61对应部位的外侧，因此废气热量传到支架44或连接件54上的可能性减小。
除了优点(1)-(12)以及(15)和(16)，第五实施例还有如下优点。
(19)考虑到空心分隔器61中的气体的隔热作用，支架4 4设在外筒34的与分隔器61对应的部位的外侧。因此，可抑制由废气中的热量的辐射和传导造成的支架44和连接件54的温度上升。因此可在确保连接件54的抗热性的同时，把连接件54置于靠近外筒34的位置上。这样，支架44的尺寸可减小。
第六实施例
下面结合图13说明本发明第六实施例。在第六实施例中，主消声器29的管部29a和下游侧排气管33连接成使它们的中心轴线76、77彼此相交叉。如果主消声器29和下游侧排气管33位于同一直线上，即如果两中心轴线76、77不互相交叉，在轴线方向上出现负荷时，主消声器29和下游侧排气管33就有可能无法围绕凹面48a的球心O枢转。此时，球形接头机构45无法发挥出充分的吸振性能。除去上述结构，第六实施例的结构与第一实施例的基本相同。因此图13中第六实施例的与第一实施例相同的部件用相同标号表示，且不再赘述。
因此，除了优点(1)-(13)，第六实施例还有如下优点。
(20)由于主消声器29和下游侧排气管33设置成使它们的中心轴线76、77彼此相交叉，因此这两个部件围绕凹面48a的球心O的相对枢转变得容易。因此，如果一负荷出现在轴线方向上，球形接头机构45更容易改变其形状。这样，吸振能力提高。
第七实施例
下面结合图14说明本发明第七实施例。在第七实施例中，一在长度方向上把外筒34内部分成两个空间的分隔器37(或61)位于一与主消声器29相交的横梁的轴线81上或其旁边。该横梁可为现存的部件(横梁15)，也可为一新加的部件。除去上述结构，第七实施例的结构与第一实施例的基本相同。因此图14中第七实施例的与第一实施例相同的部件用相同标号表示，且不再赘述。
按照上述排气管结构27，如果车辆11受到侧向冲击，一部分冲击经横梁15传到主消声器29上。主消声器29的与横梁15对应的部分装有分隔器37(或61)，从而分隔器37(或61)提高了该部分的刚性。因此，该冲击由分隔器37(或61)承受。
除了优点(1)-(13)，第七实施例还有如下优点。
(21)在外筒34中，分隔器37(或61)设在横梁15轴线81上或其附近，从而提高外筒34的与横梁15对应的部分的刚性。因此，如果车辆11受到侧向冲击并且该冲击经横梁15传到外筒34上，则该冲击可由分隔器37(或61)承受。因此，抗冲击性可以提高。
第八实施例
下面结合图15和16说明本发明第八实施例。在第八实施例中，一横梁16位于一连接主消声器29和下游侧排气管33的接头86的后方，更具体地说位于接头86与燃料箱18之间。下游侧排气管33设置成穿过一形成在横梁16中的缺口16a。由于这一结构，横梁16的至少一部分与接头86位于同一高度上。至于接头86，可使用一与用在第一实施例中的吸振机构(球形接头机构45)类似的装置。应该看到，图16中未示出地板12。除去上述结构，第八实施例的结构与第一实施例相同。因此图15和16中第八实施例的与第一实施例相同的部件用相同标号表示，且不再赘述。
按照上述排气管结构27，接头86位于横梁16前方。此外，横梁16的至少一部分与接头86位于同一高度上。即，横梁16和接头86在高度方向上互相重叠。因此，即使车辆11受到来自前方的冲击从而排气管结构27受到一向后负荷，该负荷也由接头86与横梁16的碰撞承受。
因此，除了优点(1)-(8)以及(10)、(12)和(13)，第八实施例还有如下优点。
(22)横梁16位于接头86与燃料箱18之间。此外，横梁16的至少一部分与接头86位于同一高度上。因此，即使车辆11受到来自前方的冲击，由该冲击造成的负荷由接头86与横梁16的碰撞承受。这样，该实施例基本防止高温的主消声器29与燃料箱18发生接触。
第九实施例
下面结合图17说明本发明第九实施例。在第九实施例中，一个副消声器91设在排气通道上主消声器29的下游，例如靠近后轮22内侧。副消声器91的消声器容量比主消声器29的小。该副消声器91例如可为一吸音型、共振型等等直通的消声器。除去上述结构，第九实施例的结构与第一实施例的基本相同。因此图17中第九实施例的与第一实施例相同的部件用相同标号表示，且不再赘述。
按照上述排气管结构27，伴随发动机26运行生成的废气在排气通道中依次流过主消声器29、下游侧排气管33和副消声器91。因此，除了主消声器29，副消声器91也衰减排气噪声。
因此，除了优点(1)、(2)和(4)-(13)，第九实施例还有如下优点。
(23)在排气通道中，副消声器91位于主消声器29下游，从而副消声器91辅助主消声器29衰减排气噪声。因此，如对于固定的排气噪声衰减水平，主消声器29的消声器容量可减小一个对应于由来自副消声器91辅助的量。因此主消声器29的尺寸可减小。
此外，由于副消声器91的消声器容量比常规的主消声器的小，因此加装副消声器91对后地板的高度减小设计影响不大。
第十实施例
下面结合图18说明本发明第十实施例。在第十实施例中，催化转化器36不设在主消声器29中，而是把一与主消声器29分开设置的地板下催化剂96用作催化转化器。该地板下催化剂96位于沟槽部23的前部。主消声器29在沟槽部23中设置成使其前端部位于地板下催化剂96的紧后方。为连接地板下催化剂96和主消声器29，最好避免使用一排气管。例如，可用焊接等把主消声器29直接连接在地板下催化剂96壳体后部上。此外，该壳体后部可有一直径向后端递减的锥形部。该锥形部的小直径部可用焊接等直接连接在主消声器29上。除去上述结构，第十实施例的结构与第一实施例的基本相同。因此图18中第十实施例的与第一实施例相同的部件用相同标号表示，且不再赘述。
按照上述排气管结构27，废气在流过地板下催化剂96时被净化。流过地板下催化剂96后，经净化的废气马上流入主消声器29中。在流过主消声器29时排气的噪声衰减。
因此，除了优点(1)-(11)和(13)，第十实施例还有如下优点。
(24)沟槽部23中的主消声器29的前端位于沟槽部23前部中的地板下催化剂96的紧后方。因此，如果主消声器29的后端部位于预定位置上，则在第十实施例中主消声器29的长度比主消声器29的前端部位于沟槽部23中部时的长。如果主消声器29的长度增加，主消声器29的直径可在确保所需消声器容量的同时相应减小。因此，第十实施例可有效减小沟槽部23的直径。
此外，由于主消声器29位于地板下催化剂96的紧后方，因此刚性提高，主消声器29与地板下催化剂96之间的连接部的抗振性可提高。
本发明还可以如下其他实施例子以实施。
尽管在上述各实施例中，主消声器29的外筒34呈圆形截面，但外筒在具有与圆形截面主消声器29的圆形截面面积(即2500π平方毫米-5625π平方毫米)基本相同的截面面积的同时可呈非圆形截面。非圆形截面的例子包括椭圆形、多边形等。
球形接头机构45的结构可变为密封圈47位于下游侧排气管33上而密封座48装在主消声器29的管部29a上的结构。
至于吸振机构，可用图19所示的柔性接头机构101取代球形接头机构45。在柔性接头机构101中，用一由弹性材料制成的连接管103连接主消声器29的管部29a(后部)和下游侧排气管33。连接管103上套有一波纹件104。这样，主消声器29与下游侧排气管33活动地连接。在主消声器29与下游侧排气管33之间传播的振动由于波纹件(蛇腹管)104的弹性被吸收。
在第一实施例中，恰当的是，主消声器29后端部的至少一部分与横梁16位于同一高度上。因此，主消声器29不必整个与沟槽部23平行，而是在垂直方向上相对沟槽部23倾斜。
至于第三-第五实施例中的分隔器61，恰当的是，上游侧壁面62倾斜成使得壁面的下游部分更靠近中心。因此，上游侧壁面62不必总是圆锥面，而是可为例如一组棱锥的侧面，如可以是由一组平面构成的四棱锥的一组侧面。
可应用本发明一实施例的排气管结构的车辆为轿车、旅行车、舱背式轿车、微型厢式车等等中的低地板车辆。
对第一实施例的一个实质性结构要求是，只把具有上述直径D和上述长度L的细长形主消声器29用作消声器。第一实施例的其他部件可适当省略。在由第一实施例局部变更形成的第二实施例和其他实施例中同样可省略部件。

Claims (30)

1.一种排气管结构，它具有一个在车辆(11)的地板下面的用于从车载发动机(26)排出的废气的排气通道，和具有在所述排气通道的中间部分上的至少一个消声器，
所述排气管结构的特征在于：所述至少一个消声器包括一个具有最大消声器容量的主消声器(29)；一个形成所述主消声器(29)的外壳部分的外筒具有一个直径为100mm至150mm的圆形截面形状或者一个基本上等于所述圆形截面形状的面积的截面形状，并且所述外筒具有一个800mm至1200mm的长度。
2.按权利要求1所述的排气管结构，其特征在于，该唯一一个主消声器(29)作为该至少一个消声器配置在该排气通道中。
3、按权利要求1所述的排气管结构，其特征在于，在该排气通道的主消声器下游配置有一个消声器容量比主消声器小的副消声器(91)。
4、按权利要求1-3中任一权利要求所述的排气管结构，其特征在于，地板中在前轮(21)和后轮(22)之间有一个在车辆纵向上伸展的沟槽部(23)，主消声器(29)配置在该沟槽部(23)中。
5、按权利要求4所述的排气管结构，其特征在于，沟槽部(23)前部配置有一个用于排放控制的催化转化器。
6、按权利要求5所述的排气管结构，其特征在于，该催化转化器设置成使主消声器的前端部位于该催化转化器的紧后方。
7、按权利要求4所述的排气管结构，其特征在于，主消声器(29)在沟槽部(23)中设置成使主消声器(29)的前端部位于沟槽部(23)前部中。
8、按权利要求4所述的排气管结构，其特征在于，在地板下表面上靠近沟槽部(23)一侧边沿沟槽部(23)轴向设有一加固件(25)。
9、按权利要求4所述的排气管结构，其特征在于，主消声器的后方设有构成车辆(11)车架一部分、在车辆(11)横向上伸展的第一横梁(16)。
10、按权利要求9所述的排气管结构，其特征在于，地板沟槽部(23)后方设有一燃料箱(18)，第一横梁(16)设置在主消声器(29)与燃料箱(18)之间。
11、按权利要求1-3中任一权利要求所述的排气管结构，其特征在于，主消声器(29)与一设置在主消声器(29)下游的下游侧排气管(33)用一接头连接。
12、按权利要求11所述的排气管结构，其特征在于，第一横梁(16)设置在主消声器(29)与该接头之间的一部位上。
13、按权利要求12所述的排气管结构，其特征在于，燃料箱设置在该接头后方。
14、按权利要求11所述的排气管结构，其特征在于，第一横梁(16)设置在燃料箱(18)与该接头之间，并设置成使第一横梁的(16)的至少一部分与该接头处于相同的高度。
15、按权利要求9所述的排气管结构，其特征在于，主消声器(29)设置成使主消声器(29)后端部的至少一部分与第一横梁(16)处于相同的高度。
16、按权利要求11所述的排气管结构，其特征在于，该接头由一个设置在主消声器(29)与下游侧排气管(33)之间的并由该接头的变形吸收在主消声器(29)与下游侧排气管(33)之间传播的振动的吸振机构构成。
17、按权利要求16所述的排气管结构，
其特征在于，该吸振机构包括一个设置在主消声器(29)后端部和下游侧排气管(33)之一上的密封圈(47)，和一个设置在主消声器(29)的后端部和下游侧排气管(33)中另一个上的密封座(48)，该密封座有一个可与密封圈(47)滑动接触的球形凹面；以及
主消声器(29)和下游侧排气管(33)设置成使主消声器(29)的中心轴线与下游侧排气管(33)的中心轴线彼此相交叉。
18、按权利要求1-3中任一权利要求所述的排气管结构，
其特征在于，车辆(11)车架的一部分由一个在车辆(11)横向上伸展、穿过主消声器(29)的第二横梁(15)构成；以及
在第二横梁(15)的轴线上或该轴线旁设有一个在长度方向上分隔外筒内部空间的分隔器。
19、按权利要求1-3中任一权利要求所述的排气管结构，其特征在于，主消声器(29)由一扩张型消声器构成。
20、按权利要求5所述的排气管结构，其特征在于，催化转化器与主消声器(29)不通过一排气管而设置成一体。
21、按权利要求20所述的排气管结构，其特征在于，催化转化器设置在主消声器(29)前端部中一个安置室(35)中。
22、按权利要求21所述的排气管结构，其特征在于，主消声器(29)包括：
一个设置在外筒中、其上游端与安置室(35)连通、其下游端开口并位于外筒后部中的进口侧排气管道(41)；以及
一个其上游端开口并位于外筒中安置室旁、其下游端与外筒后部连接的出口侧排气管道(42)。
23、按权利要求21所述的排气管结构，其特征在于，主消声器(29)包括一个其上游端与安置室(35)连通、其下游端开口并位于外筒中安置室(35)旁的排气管道(56)。
24、按权利要求19所述的排气管结构，其特征在于，在外筒内部，沿外筒内壁面设置有一个由一空心环状体构成的分隔器(61)，该分隔器的(61)上游侧壁面倾斜成使该上游侧壁面的越下游部越靠近外筒的中心。
25、按权利要求24所述的排气管结构，其特征在于，该分隔器(61)上装有一传感器(66)，该传感器(66)的检测部伸入分隔器(66)的一中心孔部中。
26、按权利要求24所述的排气管结构，其特征在于，外筒与分隔器(61)对应部分的外表面上设有一支架(44)，用于通过一弹性连接件把外筒弹性支撑在车辆(11)地板上。
27、按权利要求4所述的排气管结构，其特征在于，一个燃料箱(18)设置在地板的沟槽部(23)后方，一个构成车辆(11)车架一部分、在车辆横向上伸展的第一横梁(16)设置在主消声器(29)与该燃料箱(18)之间。
28、按权利要求1-3中任一权利要求所述的排气管结构，其特征在于，主消声器(29)与一个设置在主消声器(29)下游的下游侧排气管(33)用一接头连接；构成车辆(11)车架一部分、在车辆横向上伸展的第一横梁(16)设置在主消声器(29)与该接头之间的一部位上。
29、按权利要求1-3中任一权利要求所述的排气管结构，
其特征在于，一个燃料箱(18)设置在地板沟槽部(23)后方；以及
主消声器(29)和一个设置在主消声器(29)下游的下游侧排气管(33)用一接头连接；以及
构成车辆车架一部分、在车辆横向上伸展的第一横梁(16)设置在主消声器(29)与燃料箱(18)之间，并且设置成使第一横梁(16)的至少一部分与该接头处于相同的高度。
30、一种排气管结构，它具有一个在车辆(11)的地板下面的用于从车载发动机(26)排出的废气的排气通道，和具有在该排气通道的中间部分上的至少一个消声器，
该排气管结构的特征在于，该至少一个消声器包括一个具有最大消声器容量的主消声器(29)，一个构成主消声器(29)的外壳部分的外筒具有一个与外筒的轴线方向垂直的横截面，该横截面面积为2500π平方毫米到5625π平方毫米，该外筒的长度为800mm至1200mm。
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